AFRP シート曲げ補強 RC 梁の耐衝撃挙動に及ぼすシート目付量の影響
釧路工業高等専門学校 フェロー ○ 岸 徳光 室蘭工業大学大学院 正 会 員 栗橋 祐介 土木研究所寒地土木研究所 正 会 員 今野 久志 三井住友建設（株） フェロー 三上 浩
1. はじめに
本研究では，AFRPシート曲げ補強RC梁の耐衝撃挙動 に及ぼすシート目付量の影響を検討することを目的に，目 付量の異なるAFRPシートを用いて曲げ補強したRC梁を 対象に重錘落下衝撃実験を実施した．
2. 実験概要
表1には，本実験に用いた試験体の一覧を示している.試 験体名の第1項目は無補強の場合にはNと示し，シート補 強の場合にはAとシート目付量(g/m2)の組合わせで示し ている．また，第2項目のHに付随する数値は重錘落下高 さ(m)を示している．なお，実験時におけるコンクリート の圧縮強度はN/A415およびA830試験体でそれぞれ23.4 および32.0 MPaであり，主鉄筋降伏強度はN/A415およ びA830試験体でそれぞれ358および369 MPaであった．
実験は，質量300 kg，先端直径200 mmの鋼製重錘を所定 の高さから落下させる単一載荷法により実施した．
図1には，試験体の形状寸法，配筋状況および補強の概 要を示している．本実験に用いた試験体の形状寸法（梁幅
×梁高×純スパン長）は200×250×3,000 mmである．
軸方向鉄筋は上下端にそれぞれD19を各2本配置し，梁 の端面に設置した厚さ9 mmの定着鋼板に溶接している．
また，せん断補強筋にはD10を用い，100 mm間隔で配筋 している．AFRPシートは，梁底面の補強範囲にブラスト 処理を施し，プライマーを塗布して指触乾燥状態であるこ とを確認の後，含浸接着樹脂を用いて接着を行っている．
3. 実験結果と考察 3.1 各種時刻歴応答波形
図2には，落下高さH= 2.0および2.5 mの場合におけ 表1 試験体一覧
試験体名 補強の有無 落下高さH(m) N-H2.0
無 2.0
N-H2.5 2.5
A415-H2.0 2.0
A415-H2.5 有 2.5
A415-H3.0 3.0
A830-H2.0 2.0
A830-H2.5 有 2.5
A830-H3.0 3.0
キーワード：AFRPシート，RC梁，耐衝撃挙動，シート目付量，重錘落下衝撃実験
連絡先：〒050-8585 室蘭工業大学大学院 くらし環境系領域 社会基盤ユニット TEL/FAX 0143-46-5228
1450 50
1500
(mm) 1700
200 250170
120 40 404040
200 200
P CL
㕙࿑ ᢿ㕙࿑
ቯ⌕㍑᧼9 mm ゲᣇะ㋕╭D19 ߖࠎᢿᒝ╭D10 @ 100 D10
ᐩ㕙࿑
D19
AFRPࠪ࠻
図1 試験体の形状寸法，配筋および補強状況
る各種時刻歴応答波形を示している．図2 (a)より，重錘 衝撃力波形は，試験体や落下高さによらず振幅が大きく継 続時間が1 ms程度の第1波に振幅が小さい第2波目が後 続する性状を示していることが分かる．
図2 (b)より，支点反力は継続時間が40∼50 ms程度の 主波動に高周波成分が合成された性状を示していることが 分かる．最大振幅は，シート目付量の大きいA830試験体 の場合が最も大きく，落下高さの増加に対応して増大する 傾向にある．また，主波動継続時間は曲げ補強した場合が 無補強の場合よりも小さいものの，シート目付量による違 いは顕著ではない．
図2 (c)より，載荷点変位は，いずれの試験体において
も最大振幅を示す第１波が励起した後，減衰自由振動状態 に至っていることが分かる．また，最大振幅およびその周 期はシート目付量の大きいA830試験体の場合が最も小さ い．これは，A830試験体の曲げ剛性が最も大きいことに よるものと推察される．
以上のことから，AFRPシート曲げ補強により，衝撃荷 重載荷時の変形量を抑制できることや，その効果はシート 目付量の増加に伴って増大することが明らかになった．
3.2 各種応答値と落下高さの関係
図3には，各種応答値と落下高さHの関係を示してい
る．図3 (a)より，重錘衝撃力は，N試験体と比較して
A415/830試験体の場合に大きな値を示していることが分 かる．これは，AFRPシートを用いて補強することにより 曲げ剛性が増加することによるものと考えられる．図3 (b)より，支点反力は，落下高さによらずA415/830試験体 の場合がN試験体よりも大きな値を示していることが分 土木学会第69回年次学術講演会(平成26年9月)
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-700 0 700
1400㊀㍝ⴣ᠄ജ (kN)
-200 0 200
400ᡰὐജ (kN)
-45 0 45
90タ⩄ὐᄌ (mm)
-700 0 700 1400
-200 0 200 400
-45 0 45 90
N ⹜㛎 A415 ⹜㛎 A830 ⹜㛎
(a) ㊀㍝ⴣ᠄ജ (b) ᡰὐജ (c) タ⩄ὐᄌ
-5 0 5 10 15 20
time (ms)
-20 0 20 40 60 80 time (ms)
-40 0 40 80 120 160 time (ms)
⪭ਅ㜞ߐ H = 2.0 m
⪭ਅ㜞ߐ H = 2.5 m
図2 重錘衝撃力，支点反力および載荷点変位に関する時刻歴応答波形
A830 ⹜㛎
A415 ⹜㛎
N ⹜㛎
(b) ᦨᄢᡰὐജ
ᦨᄢᡰὐജ(kN)
⪭ਅ㜞ߐ H (m)2.0 2.5 3.0 3.5 0
100 200 300 400
0
ᦨᄢᄌ(mm)
(c) ᦨᄢᄌ
⪭ਅ㜞ߐ H (m)2.0 2.5 3.0 3.5 0
25 50 75 100
0
(d) ᱷ⇐ᄌ
ᱷ⇐ᄌ(mm)
⪭ਅ㜞ߐ H (m)2.0 2.5 3.0 3.5 00
25 50 75 100
(a) ᦨᄢ㊀㍝ⴣ᠄ജ
ᦨᄢ㊀㍝ⴣ᠄ജ(kN)
⪭ਅ㜞ߐ H (m)2.0 2.5 3.0 3.5 00
350 700 1050 1400
図3 各種応答値と落下高さの関係
N ⹜㛎 A415 ⹜㛎 A830 ⹜㛎
写真1 H= 2.5 mにおけるひび割れ分布性状の比較
かる．これは，AFRPシートを用いて補強することにより 梁の曲げ耐力が増加しているためであると推察される．
図3 (c)より，最大変位はA415/830試験体の場合にはN 試験体に比較して小さいことが分かる．これは，前述のよ うにシート補強によってRC梁の曲げ剛性が増加すること により変形が抑制されたことを示している．一方，落下高 さH= 3.0 mにおいて，A415/830試験体は両者同程度の 値を示している．これは，ともにシート破断したことによ るものと推察され，落下高さH= 2.5 mにおけるN試験 体と類似の値となっている．
図3 (d)より，残留変位は最大変位と同様の傾向を示し
ていることが分かる．このことから，シート破断に至るま では，シート補強することによって変形を大幅に抑制可能 であることが明らかになった．
3.3 ひび割れ分布性状
写真1には，載荷点近傍におけるひび割れ分布性状を落
下高さH= 2.5 mの場合について示している．写真より，
N試験体の場合には，重錘衝突位置から斜め下方に進展す るひび割れとスパン中央部に曲げひび割れの開口が見られ る．一方，A415/830試験体の場合には，著しいひび割れ の開口は見られないが，多数の曲げひび割れやアーチ状お よび斜めひび割れが発生している．また，A415はA830 の場合に比べ上下縁かぶりコンクリートの損傷が著しい．
以上より，AFRPシートの目付量を大きくすることでRC 梁の損傷を抑制可能であるものと判断される．
4. まとめ
本実験結果より，RC梁をAFRPシートで曲げ補強する ことにより，衝撃荷重載荷時における載荷点変位や残留変 位および，ひび割れの開口や上下縁コンクリートの損傷を 抑制可能であり，その効果はシート目付量が大きいほど大 きく示されることが明らかになった．
土木学会第69回年次学術講演会(平成26年9月)
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